P2 - MECÂNICA DA FRATURA E ANÁLISE DE FALHAS

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Amazonas – UFAM 
Faculdade de Tecnologia – FT 
Departamento de Engenharia de Materiais – DEMA 
Docente: Msc. Bruna Bandeira 
Discente: Raylene Laryssa Santos de Souza - 21650066 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise de falhas por fadiga baseado no caso do acidente de Ayrton Senna 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus 
2021 
 
 
 
Sumário 
 
1. Introdução...............................................................................................3 
2. Referencial Teórico.................................................................................4 
2.1 . O que é uma falha?.........................................................................4 
3. Perícia.....................................................................................................4 
4. Conclusão...............................................................................................5 
5. Referências.............................................................................................6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1. Introdução 
No dia 1° de maio de 1994 o piloto de fórmula 1, Ayrton Senna, durante uma 
corrida, fez uma curva em alta velocidade, onde pareceu retirar seu pé do acelerador, 
identificado pelo contador de força G que foi zerado. O carro alinhou as rodas e fez 
uma trajetória descontrolada. Para tentar conter o veículo, o piloto girou o volante e 
pisou nos freios, reduzindo a velocidade para um coeficiente de 4,4 G. Mas todo esse 
esforço não foi suficiente para evitar o acidente, o qual ocorreu com a saída do veículo 
da pista que colidiu em uma parede de concreto. Estaria o seu acidente relacionado à 
algum tipo de falha mecânica de algum material utilizado no sistema de frenagem no 
veículo? A mecânica da fratura pode facilmente responder essa indagação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
2. Referencial Teórico 
 
2.1. O que é uma falha? 
 
Antes de tender o que causou o acidente, é importante ter a noção de que uma 
falha é definida como a incapacidade de um material em cumprir seu objetivo ou falta 
de perfeição em seu desempenho, também podendo ser um erro, um defeito, que 
ocasionam fratura de uma superfície, fenda ou lasca. 
Um material pode falhar por conta de várias características como deficiência de 
algum componente necessário em sua composição química, esforço mecânico 
excessivo ou acima dos limites pré-estabelecidos pelas propriedades mecânicas do 
material, corrosão, exposição a temperaturas muito altas ou muito baixas, falha de 
processamento e controle de qualidade de um produto, qualidade de matéria prima e 
vários outros fatores. 
Existem vários tipos de falhas como por deformação excessiva, onde há dois 
tipos, a estática e a dinâmica. Na estática temos a deformação plástica e elástica, já 
na dinâmica têm-se a deformação por fluência. Além das falhas de deformação 
excessiva, temos as falhas por fratura, que podem ser classificadas como de 
carregamento estático e cíclico ou fadiga, que será a apresentada mais adiante. Para 
as de carregamento estático, temos a fratura frágil, ruptura por fluência, fratura dúctil 
e ambiental. Já quando falamos de fadiga, têm-se as de alto ciclo, baixo ciclo, 
crescimento de trinca e corrosão sob tensão. 
 
3. Perícia 
Como já foi explicado o piloto tentou, sem sucesso, controlar a direção do 
veículo bruscamente e de forma ágil para evitar que um acidente acontecesse. Com 
isso, os cientistas e engenheiros envolvidos na investigação do caso, relacionaram o 
ocorrido a falhas. Segundo alguns peritos, a primeira pergunta que deveria ser 
respondida era em relação ao carro e se o mesmo apresentou falhas mecânicas, onde 
a Williams foi acusada de ser culpada pelo acidente, pois a primeira visão que se tinha 
era de que havia uma ruptura por fadiga de uma emenda de materiais utilizada na 
barra de direção do veículo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
Esta emenda de material foi solicitada por Senna, pois o prazo para projetar o 
carro novamente era muito curto, onde o volante foi puxado para frente e feito uma 
raspagem interna, que aumentaria o espaço para as mãos do piloto, como um tipo de 
luva. 
O problema se deu pelo fato de que os mecânicos fizeram a divisão da barra 
de direção em três partes, descartando a parte do centro, repondo com uma barra 
mais fina de um metal aeronáutico por meio de soldagem. Os estudiosos alegaram 
que que este pedaço de metal já havia sido utilizado antes, apresentando sinais 
visíveis de fadiga e não era adequado para tal aplicação por conta dos esforços que 
seria submetido. A metalurgia afirma essa alegação, não se deve ser feito emendas 
dessa natureza em materiais que serão submetidos a esforços de tração. 
A confirmação de que o rompimento do cano de direção ocorreu antes da 
colisão veio com a explicação dos cientistas no caso, que disseram que quando há o 
rompimento de um metal de forma repentina, nesse caso o choque brusco contra o 
muro, o material apresentará deformações em ângulos e formatos específicos que são 
possíveis de serem visualizados em microscópios. O que não foi o caso, já que a 
ruptura não apresentava essas características. 
4. Conclusão 
Portanto, os cientistas alegaram que a ruptura da haste poderia ter ocorrido 
pelo processo de fadiga desse material. A teoria veio pelo simples fato desse tipo de 
falha, apresentar características de estrias, que surgem todas as vezes que o material 
é exposto a torção e flexão, onde a coluna de direção do carro do piloto, demonstrava 
todos esses sinais, no qual a torção vinha do movimento de Senna ao virar o volante 
e a flexão era provida da trepidação e vibrações que a Williams provocava. 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Volante analisado após o acidente com o outro metal de menor diâmetro soldado. 
 
6 
 
5. Referências 
REGO, Ronnie. FARIA, Alfredo R. de. MT-717: Introdução a materiais e 
processos de fabricação. Tipos de Falhas. Instituto Tecnológico de Aeronáutica. 
Divisão de Engenharia Mecânica. 
RIVA, Ikaro dos Reis. Análise de fadiga de estruturas metálicas com ênfase em 
offshore. Trabalho de conclusão de curso para título de engenheiro mecânico. 
Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ. Escola Politécnica. Departamento de 
Mecânica Aplicada e Estruturas. Rio de Janeiro, RJ. Brasil. Dezembro de 2004.